반 데르 발스 힘은 무엇입니까?

그 반 데르 발스 힘 그들은 매력적이거나 반발적 일 수있는 전기적 성질의 분자간 세력이다. 분자 내부에서 형성되는 이온 결합, 공유 결합 및 금속 결합과는 본질적으로 다른 분자 또는 원자의 표면 사이에는 상호 작용이 있습니다.

약하긴하지만,이 세력은 가스 분자를 끌어 당길 수 있습니다. 액화되고 고형화 된 가스 및 모든 액체 및 유기 고형물의 가스. Johannes Van der Waals (1873)는 실제 기체의 거동을 설명하는 이론을 개발 한 사람이었다..

실제 가스에 대한 소위 반 데르 발스 방정식 - (P +  ~n²/ V²) (V-nb)) = nRT- 상수 b (가스 분자가 차지하는 체적)와 경험 상수 인 a.

상수 "a"는 기체 분자 사이의 인력이 표현되는 곳에서 저온에서 이상 기체의 예상되는 거동의 편차를 수정합니다. 원자의 극성 화 능력은 그룹의 상단의 주기율표에서이 값의 밑으로 그리고 기간의 오른쪽에서 왼쪽으로 증가합니다.

원자 번호 - 따라서 전자의 수 - 외층에있는 원소는 극성 원소를 형성하기 위해 이동하기가 더 쉽다..

색인

• 1 분자간 전기적 상호 작용
  • 1.1 영구 쌍극자 상호 작용
  • 1.2 영구 쌍극자와 유도 쌍극자 사이의 상호 작용
• 2 런던 세력 또는 분산
• 3 반 데르 발스 라디오
• 4 원자와 분자 사이의 전기적 상호 작용의 힘과 에너지
• 5 참고

분자간 전기적 상호 작용

영구 다이폴 간의 상호 작용

영구적 인 쌍극자 인 전기적으로 중성 인 분자가 있습니다. 이는 양극과 음전하가 분자의 끝으로 공간적으로 분리되어 쌍극자 (마치 자석 인 것처럼)를 생성하는 전자 분포의 교란 때문입니다..

물은 분자의 한쪽 끝에서 2 개의 수소 원자와 다른 끝에있는 산소 원자로 구성됩니다. 산소는 수소보다 전자에 대해 더 큰 친화도를 가지며 이들을 끌어 당긴다..

이것은 산소쪽으로 전자의 변위를 일으키고, 이것은 음전하를 띠고 수소는 양전하를 띤다..

물 분자의 음전하는 다른 물 분자의 양전하와 정전 기적으로 상호 작용하여 전기적 인력을 유발할 수 있습니다. 따라서, 이러한 유형의 정전기적인 상호 작용은 Keesom forces.

영구 쌍극자와 유도 쌍극자 사이의 상호 작용

영구 다이폴은 쌍극자 모멘트 (μ)를 나타낸다. 쌍극자 모멘트의 크기는 수학 식에 의해 주어진다.

μ = q.x

q = 전기 요금.

x = 극 사이의 공간 거리.

쌍극자 모멘트는 관례 상 음의 극에서 양의 극으로 향하는 벡터입니다. μ의 크기는 debye (3.34 × 10^-30 C.m.

영구 쌍극자는 중성 분자와 상호 작용하여이 전자 분자에서 유도 된 쌍극자의 전자 분포에 변화를 일으킨다..

영구 다이폴과 유도 다이폴은 전기적으로 상호 작용하여 전기력을 생성합니다. 이러한 유형의 상호 작용은 유도 (induction)로 알려져 있으며, 그것에 작용하는 힘을 데비 (Debye) 힘이라고합니다..

런던 군대 또는 분산

이러한 인력의 본질은 양자 역학에 의해 설명됩니다. 런던은 순간적으로 전기적으로 중성 인 분자에서 전자의 음전하 중심과 핵의 양전하 중심이 일치하지 않을 것이라고 가정했다.

그런 다음, 전자 밀도의 변동은 분자가 일시적인 쌍극자처럼 행동하도록합니다..

이것은 그 자체로 인력에 대한 설명이 아니지만 측두의 쌍극자는 인접한 분자와 적절하게 정렬 된 분극을 유도하여 인력을 발생시킬 수 있습니다. 전자 변동에 의해 생성 된 인력은 런던 군 (London forces) 또는 분산.

Van der Waals 힘은 이방성을 나타내며, 이는 분자의 방향에 의해 영향을받는 이유입니다. 그러나, 분산 형 상호 작용은 항상 우세하다..

분자 또는 원자의 크기가 커지면 런던의 힘이 강해집니다..

할로겐에서 F 분자₂ 및 CI₂ 낮은 원자 번호의 가스는 가스이다. The Br₂ 더 큰 원자 번호의 액체는 액체이고 I₂, 더 큰 원자 번호의 할로겐은 실온에서 고체이다..

원자 번호가 증가하면 존재하는 전자의 수가 증가하기 때문에 원자의 분극화가 촉진되어 이들 사이의 상호 작용이 촉진됩니다. 이것은 할로겐의 물리적 상태를 결정합니다..

반 데르 발스 (Van der Waals)의 라디오

분자 사이의 상호 작용과 원자 사이의 상호 작용은 중심 사이의 임계 거리에 따라 매력적이거나 불쾌 할 수 있습니다._v.

r보다 큰 분자 또는 원자 사이의 거리에서_v, 한 분자의 핵과 다른 전자의 인력은 두 분자의 핵과 전자 사이의 반발력보다 우위에있다..

설명 된 경우, 상호 작용은 매력적이지만, 분자가 rv 미만의 중심 사이의 거리에 접근하면 어떻게됩니까? 그러면 반발력이 매력적인 것보다 우세합니다. 이것은 원자 사이의 더 큰 접근에 반대합니다..

r의 값_v 소위 반 데르 발스 (Van der Waals) (R) 라디오에 의해 주어진다. 구형 및 동일 분자의 경우 r_v 2R과 같습니다. 반경 R의 두 분자₁ 및 R₂: r_v R과 같다.₁ +  R₂. 반 데르 발스 (Van der Waals) 무전기의 값은 표 1에 주어져있다..

표 1에 주어진 값은 반 데르 발스 반경 0.12 nm (10^-9 m). 그런 다음, r의 값_v  이 원자는 0.24 nm이다. r 값_v 0.24 nm보다 작 으면 수소 원자들 사이에 반발력이 생길 것이다.

원자와 분자 사이의 전기적 상호 작용의 힘과 에너지

몇 가지 요금 사이의 힘₁ 및 q₂, 진공에서 거리 r만큼 분리되면, 쿨롱의 법칙에 의해 주어진다..

F = k. q₁.q₂/ r²

이 식에서 k는 사용 된 단위에 따라 달라지는 상수입니다. 쿨롱 법칙의 적용에 의해 주어진 힘의 가치가 음수라면, 그것은 매력의 힘을 나타냅니다. 반대로, 힘에 주어진 값이 양의 값이면 반발력을 나타냅니다.

분자는 일반적으로 작용하는 전기력을 차폐하는 수성 매질에 있기 때문에 유전 상수 (ε)라는 용어를 도입해야합니다. 따라서이 상수는 쿨롱의 법칙을 적용하여 전기력에 대한 값을 보정합니다.

F = k.q₁.q₂/ε.r²

같은 방식으로, 전기적 상호 작용 (U)에 대한 에너지는 다음과 같은 식으로 주어진다 :

U = k. q₁.q₂/ε.r

참고 문헌

1. 브리태니커 백과 사전 편집자. (2018). 반 데르 발스 힘. 2018 년 5 월 27 일에 가져온 사람 : britannica.com
2. 위키 백과. (2017). 반 데르 발스 힘. 2018 년 5 월 27 일에 가져온 사람 : en.wikipedia.org
3. 캐서린 Rashe, 리사 피터슨, Seila Buth, Irene Ly. 반 데르 발스 힘. 2018 년 5 월 27 일에 가져온 사람 : chem.libretexts.org
4. Morris, J. G. (1974) 생물 학자의 물리 화학. 2 판. 에드워드 아놀드 (출판사) 제한.
5. Mathews, C.K., Van Holde, K.E. and Ahern, K.G. (2002) 생화학. 제 3 판. 애디슨 웨슬리 롱맨, Inc.